3.2 DNA的结构 同步练习（含答案）2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修第二册

第2节　DNA的结构
1 (2024泰州期末)下列有关真核细胞中核DNA分子的说法，错误的是(　　)
A. 每个双链DNA分子通常都会含有四种脱氧核苷酸
B. DNA分子中绝大多数脱氧核糖都与两个磷酸分子相连
C. 磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架
D. 一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基以氢键连接
2 (2024德州模拟)DNA分子的碱基具有吸收260 nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时，吸光度偏低；两条链分离时，吸光度升高，因此DNA变性可通过DNA溶液对260 nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球菌DNA的变性曲线如图所示，吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度(Tm)。下列说法正确的是(　　)
A. 加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性
B. A、T碱基对所占比例越高的DNA，变性曲线中Tm值越高
C. 加热至约70 ℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离
D. G、C碱基对所占比例越高的DNA，变性曲线中Tm值越高
3 (2024南京期中)检测某双链DNA分子得知碱基A的数目为x，其所占比例为y，下列推断正确的是(　　)
A. 鸟嘌呤的数目为－x
B. 嘌呤数与嘧啶数之比为y/(1－y)
C. 胸腺嘧啶的比例为(1－2y)/2
D. 氢键的数目为－x
4 (2024连云港赣榆期中)揭秘DNA分子结构的过程中，许多科学家付出了艰辛的努力。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 威尔金斯发现DNA分子中A的量总与T的量相当，C的量总与G的量相当
B. 富兰克林根据DNA分子的X射线衍射图片推断DNA分子可能由两条链组成
C. 沃森和克里克运用建构物理模型的方法研究确认了DNA的分子结构
D. 沃森和克里克认为构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
5 某活动小组在构建DNA双螺旋结构模型的过程中，选取的材料种类和数量如表所示，下列说法正确的是(　　)
材料名称 磷酸 脱氧核糖 碱基种类
A G T C
材料数量 16 14 5 5 3 3
A. 最多可构建4种脱氧核苷酸，6个碱基对
B. 这些材料构成的DNA双链中最多有 18个氢键
C. 双链DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连
D. 这些材料最多可构建46种不同碱基序列的DNA
6 在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。下列连接中错误的是(　　)
A B C D
7 (2024盐城射阳中学期末)下列有关DNA结构的叙述，错误的是(　　)
A. DNA两条链上的碱基总数相等
B. DNA两条链间嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
C. DNA中两条链上的碱基通过氢键相连
D. 不同DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的比值不同
8 (2024无锡期末)一条DNA单链的序列是 5′—GATACC—3′，则其互补链的序列是(　　)
A. 5′—GGTATC—3′ B. 3′—GGTATC—5′
C. 5′—GATACC—3′ D. 5′—CCATAG—3′
9 (2024常州一中期末)下列关于双链DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A. DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连
B. 线性DNA分子中每个磷酸基团都连接有1个或 2个脱氧核糖
C. 含有a个碱基、b个腺嘌呤的双链DNA分子中，共含有a－b个氢键
D. 在一个双链DNA分子中，碱基A占全部碱基的34%，则碱基G占16%
10 DNA分子的多样性和特异性分别决定于(　　)
A. 细胞的多样性和DNA复制的稳定性
B. DNA分子的双螺旋结构和DNA酶的特异性
C. 碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D. 碱基排列顺序的千变万化和碱基的特定排列顺序
11 (多选)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列叙述正确的有(　　)
A. 脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m
B. 碱基之间的氢键数为(3m/2)－n
C. 一条链中A＋T的数量为n
D. 鸟嘌呤的数量为(m－n)/2
12 (2024扬州期中)下图是DNA分子的结构示意图，其中①～④是DNA分子中的组成成分。请回答下列问题。
(1) 沃森和克里克通过构建________模型法，利用X射线衍射技术，推算出DNA的空间结构是________________，______________________构成其基本骨架。
(2) 组成该DNA分子的一个基本单位是________(填序号)。该基本单位的中文名称是________________。
(3) 假如豌豆叶肉细胞的某一DNA分子中A占30%，则该分子一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的________。若该DNA分子中，G与C之和占全部碱基的 35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中T和C分别占该链碱基总数的________、________。
13 下图a→d是某校生物学兴趣小组利用硬纸片和订书钉构建DNA双螺旋结构模型的过程图解。请回答相关问题。
(1) 图中①②分别表示________、________。
(2) 图b中磷酸二酯键的形成需要脱氧核糖的________与相邻脱氧核苷酸的磷酸基团相连接，图c的骨架是由__________________构成的。
(3) 图d具有双螺旋结构的DNA中，________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高，DNA耐高温的能力越强。
(4) 该小组在构建DNA分子时，是用订书钉代替化学键把各成分连接起来的。若要构建一个含10个碱基对的DNA分子，其中腺嘌呤5个，共需要订书钉________
个。
(5) 不同生物双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值为________。
(6) 若在一单链中，(A＋T)/(G＋C) ＝n时，在另一互补链中上述比例为________，在整个DNA分子中上述比例为________。
(7) 一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基通过____________________________
__________________________连接。
第2节　DNA的结构
1. D　脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，每个双链DNA分子通常都会含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸，A正确；链状DNA分子中，只有末端的脱氧核糖只与一个磷酸分子相连，其余的脱氧核糖都与两个磷酸相连，环状DNA分子中所有脱氧核糖都与两个磷酸基团相连，B正确；磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，碱基排列在内侧，C正确；一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基以“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，氢键连接的是两条互补的脱氧核苷酸链上的互补碱基，D错误。
2. D　加热是使DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA分子双螺旋结构疏散，双链裂解变成单链，进行解链反应，使DNA变性，A错误；A、T碱基对有两个氢键，C、G碱基对有三个氢键，A、T碱基对所占比例越高的DNA变性时需要的温度越低，即变性曲线中Tm值越低，B错误，D正确；加热至约70 ℃时DNA两条链同时分离，C错误。
3. D　检测得知一个DNA分子中碱基A的数目为x，其占碱基总数量比例为y，则与该碱基互补配对的碱基T数目也为x，占碱基数量比例为y，另外两种碱基(G、C)的数目均(－2x)÷2＝－x，据此答题。一个DNA分子中碱基A的数目为x，其占碱基总数量比例为y，则与该碱基互补配对的碱基T数目也为x，占碱基数量比例为y，因此鸟嘌呤的数目为(－2x)÷2＝－x，A错误；双链DNA分子中嘌呤与嘧啶相等，因此嘌呤与嘧啶的比例是1，B错误；一个DNA分子中碱基A的数目为x，其占碱基总数量比例为y，则与该碱基互补配对的碱基T数目也为x，占碱基数量比例为y，C错误；DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，则该DNA分子的碱基之间的氢键数是2x＋3(－x)＝－x，D正确。
4. A　20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构。物理学家富兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片。当威尔金斯出示了富兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后，沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构，沃森和克里克继续循着这个思路深入探讨，根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构，并构建了DNA分子双螺旋结构模型。查哥夫发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数，鸟嘌呤数等于胞嘧啶数，A错误；英国科学家富兰克林获得了一张DNA分子X射线衍射图片，她通过解析，推断DNA分子可能由两条链组成，B正确；沃森和克里克采用建构物理模型的方法，对DNA衍射图谱进行研究最终确认了构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构，确认了DNA的分子结构，C、D正确。
5. A　由表格中卡片数量分析可知，这些卡片最多可形成3对A—T碱基对，3对C—G碱基对，最多可构建4种脱氧核苷酸，6个碱基对，A正确；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有3×2＋3×3＝15个氢键，B错误；DNA中绝大多数脱氧核糖与 2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；本题中碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于46种，D错误。
6. B
7. D　根据碱基互补配对原则可知，DNA两条链上的碱基总数相等，A正确；由于嘌呤只能和嘧啶配对，且腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对，所以双链DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，B正确；DNA的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，C正确；根据碱基互补配对原则可知，不同DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的比值相同，均为1，D错误。
8. A　DNA两条链是反向平行的，且两条链之间的碱基互补配对(A与T配对，C与G配对)，因此一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则它的互补链的序列是5′—GGTATC—3′。
9. C　DNA分子一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，A正确；线性DNA分子中内部的每个磷酸基团都连接有2个脱氧核糖，5′端的磷酸基团只连接 1个脱氧核糖，B正确；A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此含有a个碱基、b个腺嘌呤的双链DNA分子中，共含有b×2＋(a－2b)÷2×3＝a－b－b个氢键，C错误；在一个双链DNA分子中，非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半，因此若碱基A占全部碱基的34%，则碱基G占16%，D正确。
10. D
11. ABC　每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m，A正确；A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，则碱基之间的氢键数2n＋3×(m－2n)/2＝(3m/2)－n，B正确；双链DNA中，A＝T＝n，整个DNA中的A＋T＝2n，一条链中A＋T＝n，C正确；双链DNA分子中，不互补配对的碱基之和占50%，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，G＋A＝50%＝m/2，则G＝－n，D错误。
12. (1) 物理　规则的双螺旋结构　脱氧核糖和磷酸交替连接　(2) ②③④　胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸　(3) 40%　31.3%　18.7%
解析：(1) 沃森和克里克采用物理模型构建的方法分析DNA分子的结构，再利用DNA的X射线衍射图谱来检验模型，构建了DNA双螺旋结构模型，其中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成其基本骨架。(2) ②脱氧核糖、③胞嘧啶和④磷酸构成了DNA分子的一个基本单位核苷酸；该基本单位的碱基是C(胞嘧啶)，故其中文名称是胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸。(3) 因为DNA分子是双链的，已知A占30%，那么T也占30%，G与C占的比例都是20%，G在双链占20%，在一条链中占的最大比例就是40%，也就是G全在这条链上，而C全部在另一条链；若该DNA分子中，G与C之和占全部碱基的35.8%，那么A与T占全部碱基的64.2%，根据碱基互补配对原则，T＝(T1＋T2)÷2，若一条链的T和C分别占该链碱基总数的32.9%和 17.1%，则它的互补链中T占该链碱基总数的32.1%×2－32.9%＝31.3%，同理C占该链碱基总数的18.7%。
13. (1) 脱氧核糖　氢键　(2) 3′C　磷酸和脱氧核糖交替连接　(3) G—C　(4) 83　(5) 1　(6) n　n　(7) 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖